类富勒烯碳膜摩擦学性能及结构演变研究
摩擦是从古至今人类日常生活中普遍存在的现象,在机械运动中具有重大的科学和工程意义。随着当今飞速发展的科学技术,摩擦导致的材料损耗和能源浪费,逐渐成为限制机械运动效率和机械零部件寿命的关键因素。
在众多减摩抗磨材料中,类金刚石碳薄膜以其优异的摩擦学和力学性能引起了全世界范围内的广泛研究。特别地,在研究类金刚石薄膜的过程中,研究者发现了镶嵌在非晶碳网络中的一种独特结构碳膜材料,即类富勒烯(fullerene-like)微结构。
类富勒烯纳米结构是一种卷曲和交联的石墨平面组成的微结构,赋予薄膜优异的弹性回复特性和适当的硬度。因此,含类富勒烯微结构的碳膜是一种理想的润滑候选材料。
本论文通过改变能量供应方式考察薄膜硬度与弹性和类富勒烯团簇之间的关系;探究类富勒烯薄膜结构随沉积时间演变过程和摩擦学性能随沉积时间变化规律;以及探索随摩擦载荷类富勒烯碳薄膜摩擦学性能变化规律,结果如下:通过改变能量供应方式(直流和脉冲)和氢气浓度,研究了硬度与弹性和类富勒烯团簇之间的关系。得出以下结论:(1)大多数H原子分布在无定形碳中,少量分布在类富勒烯微结构中。
(2)高浓度 ...